DE4446308A1 - Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton.

Beispielsweise in der DE 34 17 487 A1 ist eine Vorrichtung beschrieben, bei der zwischen zwei gegensinnig rotierenden Walzen ein Spalt gebildet ist, durch den eine zu beschichtende Materialbahn, z. B. aus Papier, hindurchläuft. Aus Auftragswerken wird über Rollrakeln flüssiges oder pastöses Medium auf die Oberflächen der Walzen aufgebracht, welches dann im zwischen den beiden Walzen gebildeten Spalt auf die Materialbahn übertragen wird. Bei einer derartigen Vorrichtung kann jedoch in der Praxis das Problem des sogenannten "Filmsplitting" auftreten. D.h., es kann vorkommen, daß im
Walzenspalt nicht der gesamte auf die Walzenoberfläche aufgebrachte Film aus dem flüssigen oder pastösen Medium auf die Materialbahn übertragen wird, sondern daß nach dem Austritt aus dem Walzenspalt sich ein Teil des aufzutragenden Films wieder von der Materialbahn löst und an der Walzenoberfläche zurückbleibt. Dieses Problem tritt insbesondere beim Auftrag vergleichsweise hoher Mengen an flüssigem oder pastösem Medium auf die Materialbahn auf, und daraus resultiert eine verringerte Qualität hinsichtlich der Dicke und der Oberflächenbeschaffenheit der auf die Materialbahn aufgetragenen Schicht.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, eine Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn zu schaffen, mit der das aufzutragende flüssige oder pastöse Medium auch in vergleichsweise großen Schichtdicken in guter Qualität auf die Materialbahn aufgetragen werden kann.

Dieses technische Problem wird erfindungsgemäß von einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie von einer Vorrichtung mit den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs 9 gelöst.

Gemäß der im Patentanspruch 1 angegebenen erfindungsgemäßen Lösung weist die Vorrichtung ein flexibles umlaufendes Endlosband und eine gegensinnig dazu umlaufende Gegenwalze auf, die mit ihren Außenflächen zwischen sich einen Spalt ausbilden, durch den die zu beschichtende Materialbahn hindurchgeführt wird. Im Bereich des Spalts läuft das Endlosband mit seiner Innenfläche berührend an einer Gleitfläche eines Preßschuhs vorbei, der in Richtung auf die Gegenwalze andrückbar ist. Die Gleitfläche des Preßschuhs ist in ihren senkrecht zur Achse der Gegenwalze verlaufenden Querschnitten konkav gekrümmt ausgebildet. Schließlich sind an sich bekannte Einrichtungen zum Aufbringen des flüssigen oder pastösen Mediums auf die Außenfläche des Endlosbandes und/oder die Außenfläche der Gegenwalze vorgesehen. Solche Einrichtungen können beispielsweise als Auftragswerke mit Rakelelementen entweder unter Ausbildung einer Auftrags-Druckkammer oder unter Ausbildung eines Auftragssumpfes mit freiem Flüssigkeitsspiegel, als Auftragswerke mit Freistrahldüsen, oder als Durchlaufwannen für die Gegenwalze bzw. das Endlosband ausgebildet sein. Die Einrichtungen können aber auch in anderen bekannten Ausgestaltungen ausgeführt sein. Je nachdem, ob ein einseitiger oder beidseitiger Auftrag des flüssigen oder pastösen Mediums auf die Materialbahn gewünscht wird, ist eine derartige Einrichtung entweder am Endlosband oder an der Gegenwalze oder aber sowohl am Endlosband als auch an der Gegenwalze angeordnet.

Durch die konkav gekrümmte Ausbildung der Gleitfläche des Preßschuhs ist in diesem Bereich auch das berührend an der Gleitfläche vorbei laufende Endlosband an seiner Außenfläche konkav gekrümmt. In Zusammenwirken mit der zylindrischen Außenfläche der Gegenwalze ergibt sich im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen, bei denen im Auftragsspalt zwei zylindrische, also konvex gekrümmte Walzenaußenflächen gegenüberliegen, ein wesentlich verlängerter Spalt, in dem das aufzutragende flüssige oder pastöse Medium vom Endlosband und/oder von der Gegenwalze auf die Materialbahn übertragen werden kann. In diesem verlängerten Auftragsspalt kann im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen eine wesentlich dickere aufzutragende Schicht auf der Materialbahn in guter Qualität realisiert werden.

In dem verlängerten Spalt verläuft die Entwässerungsphase des aufzutragenden Mediums wesentlich langsamer und gleichmäßiger ab, was eine bessere Oberfläche der aufgetragenen Schicht mit sich bringt. Es kann also eine wesentlich größere Feststoffmenge, also z. B. Farbpigmente, im aufzutragenden Medium auf die Materialbahn aufgebracht und im Spalt immobilisiert werden. Durch die verlängerte Verweilzeit der Materialbahn im Spalt kann nämlich die Flüssigkeit des aufzutragenden Mediums besser in die Materialbahn eindringen und so die aufgetragene Schicht immobilisieren. Dadurch wird vermieden, daß beim Austritt aus dem Spalt sich eine obere Schicht des auf die Materialbahn übertragenen Films wieder löst und an der Außenfläche der Gegenwalze bzw. des Endlosbandes hängen bleibt, weil sie noch zu viel Flüssigkeit enthält. Dieses Wiederablösen einer oberen, noch nicht ausreichend immobilisierten Schicht des aufgetragenen Films beim Austritt der Materialbahn aus dem Spalt, das sogenannte "Filmsplitting" wird also erfindungsgemäß wirksam vermieden. Aufgrund des verlängerten Spalts kann auch der Anpreßdruck auf die durchlaufende Materialbahn im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen verringert werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Kontur der konkav gekrümmten Gleitfläche des Preßschuhs an die Außenkontur der zylindrischen Gegenwalze angepaßt. Insbesondere ist es zweckmäßig, wenn der Krümmungsradius der konkav gekrümmten Gleitfläche des Preßschuhs gleich groß oder etwas größer als der Krümmungsradius der Gegenwalze plus der Dicke des Endlosbandes ist.

In vorteilhaften Ausgestaltungen kann die Kontur der konkav gekrümmten Gleitfläche des Preßschuhs in bezug auf die Außenkontur der Gegenwalze so angeordnet sein, daß der Abstand zwischen der Gleitfläche des Preßschuhs und der Außenfläche der Gegenwalze im Verlauf des Spalts konstant bleibt oder aber daß der Abstand zwischen der Gleitfläche des Preßschuhs und der Außenfläche der Gegenwalze sich in Durchlaufrichtung durch den Spalt verringert. Bei der letztgenannten Ausgestaltung, in der sich die Spaltbreite in Durchlaufrichtung der Materialbahn verringert, kann der Druckverlauf beim Durchlauf der Materialbahn prozeß-günstig realisiert werden, indem der vom Preßschuh auf die Materialbahn aufgebrachte Druck entlang des Spaltdurchlaufs ansteigt. Durch die geeignete Ausbildung der Kontur der konkav gekrümmten Gleitfläche des Preßschuhs und deren Anordnung in bezug auf die Außenkontur der Gegenwalze kann also beispielsweise ein progressiver Druckverlauf im Spalt oder ein gleichbleibender Druckverlauf realisiert werden. Zur Erzielung eines progressiven Druckverlaufs im Spalt kann beispielsweise der Krümmungsradius der Gleitfläche des Preßschuhs über den Spaltverlauf variiert werden oder es kann die Andruckrichtung des Preßschuhs in bezug auf die Gegenwalze von der radialen Richtung zur Walzenoberfläche abweichen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Spalt, den die Materialbahn zum Auftragen des flüssigen oder pastösen Mediums durchläuft, durch die Gestaltung der Gleitfläche des Preßschuhs derart konfiguriert, daß sich ein sanfter Einlauf für die Materialbahn in den Spalt ergibt und am Auslauf des Spalts eine hohe Druckspitze des auf die Materialbahn wirkenden Anpreßdrucks erreicht wird. Die Gleitfläche des Preßschuhs ist dabei so ausgeführt, daß sie sich im Spaltverlauf an die Außenkontur der zylindrischen Gegenwalze annähert. Diese Annäherung der Gleitfläche an die Oberfläche der Gegenwalze wird vorzugsweise dadurch realisiert, daß der Krümmungsradius der Gleitfläche in Durchlaufrichtung der Materialbahn von einem größeren konkaven Krümmungsradius in einen kleineren übergeht. Auf diese Weise ergibt sich zum einen ein sanfter Einlauf für die zu beschichtende Materialbahn, und zum anderen ergibt sich ein progressiver Druckverlauf auf die durchlaufende Materialbahn, der in einer hohen Druckspitze endet. Entsprechend resultiert daraus ein progressiver Verlauf der Immobilisierung der Pigmentschicht des aufzutragenden Mediums.

Um den Einlauf der Materialbahn in den Spalt noch unproblematischer zu gestalten, ist es günstig, bei den zuvor beschriebenen Ausführungen der Erfindung den einlaufseitigen Bereich der Gleitfläche des Preßschuhs konvex abzurunden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, den bezogen auf die durchlaufende Materialbahn ablaufseitigen Randbereich der konkav gekrümmten Gleitfläche konvex abzurunden. Durch einen derartigen konvexen Abrundungsradius der Gleitfläche am Austritt des Spalts wird eine abrupte Trennung der Außenfläche des Endlosbandes von der Materialbahn erreicht, indem das Endlosband über das konvex abgerundete Ende der Gleitfläche des Preßschuhs ablaufseitig von der Bahn weggeführt wird. Je nachdem, ob der Auftrag des flüssigen oder pastösen Mediums auf die Materialbahn einseitig über das Endlosband oder über die Gegenwalze oder beidseitig erfolgt, kann dann die Materialbahn nach dem Austritt aus dem Spalt in einer günstigen geänderten Richtung abgeführt werden, in der eine prompte Trennung der Materialbahn von den jeweils filmauftragenden Außenoberflächen realisiert wird. Auch dadurch wird das Auftreten des sogenannten "Filmsplitting" weiter verringert. Der konvexe Abrundungsradius im Randbereich der Gleitfläche ist vorzugsweise sehr viel kleiner als der konkave Krümmungsradius der Gleitfläche des Preßschuhs. Durch einen solchen engen Abrundungsradius am Spaltende kann das Endlosband mit einer entsprechend großen Richtungsänderung gegenüber der Durchlaufrichtung am Ende des Spalts weggeführt werden.

Vorrichtungen zum Auftragen eines Mediums auf eine laufende Materialbahn, bei denen die Materialbahn durch einen Spalt geführt wird, der zwischen einem flexiblen Endlosband und einer gegensinnig dazu umlaufenden Gegenwalze ausgebildet ist, sind prinzipiell z. B. aus der DE 42 16 634 A1 oder der DE 42 00 771 A1 bekannt. Bei den dort beschriebenen Vorrichtungen wird jeweils das umlaufende Endlosband durch eine Wanne mit dem aufzutragenden Medium geführt und zum Übertragen dieses Mediums auf die Materialbahn im Auftragsspalt von einem Preßschuh in Richtung auf die Gegenwalze gedrückt. Die Gleitfläche des Preßschuhs, an der das Endlosband im Auftragsspalt berührend vorbei läuft, ist bei der Vorrichtung gemäß der DE 42 16 634 A1 in einem Fall durchgehend konvex gekrümmt und in einem anderen Fall auf einer konvex gekrümmten Grundfläche mit einem stärker konvex gekrümmten Vorsprung versehen, so daß sich in beiden Fällen ein sehr kurzer Auftragsspalt zwischen dem Endlosband und der Gegenwalze ergibt. Ebenso ist die Gleitfläche des Preßschuhs gemäß der DE 41 00 771 A1 durchgehend konvex gekrümmt. Somit wurde bei diesen vorbekannten Konstruktionen nicht die Möglichkeit erkannt, durch Verwendung zumindest eines flexiblen Endlosbandes einen gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen wesentlich längeren Auftragsspalt zu realisieren und damit das unerwünschte "Filmsplitting" zu vermeiden.

Bei einer weiteren herkömmlichen Vorrichtung, wie sie in der EP 0 385 640 B1 beschrieben ist, wurde zur Vermeidung von "Filmsplitting" die Außenoberfläche der einen von zwei Walzen, die zwischen sich einen Spalt ausbilden, durch den eine zu beschichtende Materialbahn läuft, mit einem Gummimaterial beschichtet und somit ein anderer als der erfindungsgemäße Weg beschritten. Durch den erfindungsgemäßen Einsatz eines flexiblen Endlosbandes in Verbindung mit einer entsprechend geformten Gleitfläche eines Preßschuhs läßt sich im Vergleich zu einer mittels einer Gummibeschichtung der einen Gegenwalze erzielbaren sehr begrenzten Spaltverlängerung eine beliebig größere, den jeweiligen Anforderungen entsprechende Spaltverlängerung erzielen und so ein unerwünschtes "Filmsplitting" wirksamer vermeiden. Dadurch läßt sich mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen eine hohe Qualität der auf die Materialbahn aufzubringenden Beschichtungen auch für große Schichtdicken realisieren.

Gemäß der im nebengeordneten Patentanspruch 9 angegebenen erfindungsgemäßen Lösung weist die Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums auf eine laufende Materialbahn ein erstes umlaufendes flexibles Endlosband und ein zweites, gegensinnig dazu umlaufendes flexibles Endlosband auf, die zwischen sich einen Spalt ausbilden, durch den die zu beschichtende Materialbahn hindurchgeführt ist. Die beiden Preßschuhe sind in Richtung aufeinander zu andrückbar. Dabei sind die beiden Gleitflächen der Preßschuhe in ihrer Kontur derart aufeinander abgestimmt, daß ein verlängerter Spalt zwischen den beiden Gleitflächen und damit zwischen den Außenflächen der berührend an den Gleitflächen vorbei laufenden Endlosbänder ausgebildet wird. Weiterhin sind Einrichtungen zum Aufbringen des flüssigen oder pastösen Mediums auf die Außenfläche eines der beiden Endlosbänder oder auf die Außenflächen beider Endlosbänder vorgesehen. Die Ausgestaltung dieser an sich bekannten Einrichtungen wurde bereits im Zusammenhang mit der im Patentanspruch 1 angegebenen erfindungsgemäßen Lösung erläutert.

Durch die Abstimmung der Konturen der beiden Gleitflächen der Preßschuhe aufeinander und die daraus resultierende Ausbildung eines im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtung verlängerten Spalts führt zur Vermeidung des sogenannten "Filmsplitting" und es können auch vergleichsweise große Schichtdicken des aufzutragenden flüssigen oder pastösen Mediums auf der Materialbahn in guter Qualität realisiert werden. Hinsichtlich der Einzelheiten der durch die erfindungsgemäße verlängerte Spaltgestaltung erzielbaren Vorteile wird auf die diesbezüglichen Ausführungen im Zusammenhang mit der Lösung gemäß Patentanspruch 1 verwiesen.

Vorzugsweise sind die beiden Gleitflächen der Preßschuhe eben ausgebildet. Damit ergeben sich einfache und günstig herzustellende Konturen für die Gleitflächen. In einer anderen zweckmäßigen Ausgestaltung ist die eine der beiden Gleitflächen in ihren Querschnitten konkav und die andere der beiden Gleitflächen in ihren Querschnitten konvex ausgebildet und die Außenkonturen der beiden Gleitflächen sind aneinander angepaßt. In einer zweckmäßigen Ausführung entspricht dabei der Krümmungsradius der konkav gekrümmten Gleitfläche im wesentlichen dem Krümmungsradius der konvex gekrümmten Gleitfläche.

In bevorzugten Ausgestaltungen bleibt der Abstand zwischen den beiden ebenen bzw. gekrümmten Gleitflächen in Durchlaufrichtung der Materialbahn über den Spaltverlauf entweder im wesentlichen konstant oder er nimmt ab. Bei der letztgenannten Ausgestaltung mit abnehmendem Spaltabstand kann, wie bereits im Zusammenhang mit der Lösung gemäß Patentanspruch 1 erläutert, ein progressiver Druckverlauf auf die durchlaufende Materialbahn erreicht werden.

Es ist aber auch möglich, einen degressiven Druckverlauf zu wählen, wodurch sich gegen Ende der Kontaktfläche die komprimierten Poren im Papier wieder etwas öffnen und somit "saugen" können.

Um einen unproblematischen Einlauf der Materialbahn in den Spalt sicherzustellen, ist es günstig, die einlaufseitigen Bereiche der Gleitflächen der Preßschuhe konvex abzurunden. Diese Maßnahme kann auch bei der zuvor beschriebenen Ausgestaltung mit in Durchlaufrichtung abnehmendem Spaltabstand zweckmäßig sein, bei der sich ein sanfter Einlauf bereits auch durch die einlaufseitig weitere Spaltöffnung ergibt.

Es ist vorteilhaft, die bezogen auf die durchlaufende Materialbahn ablaufseitigen Endbereiche der Gleitflächen der Preßschuhe jeweils mit einer konvexen Abrundung zu versehen. Zweckmäßigerweise weist diese Abrundung jeweils einen vergleichsweise kleinen Krümmungsradius auf, damit die beiden Endlosbänder nach Durchlaufen des Spalts gut seitlich von der Materialbahn weggeführt werden können und eine abrupte Trennung der Materialbahn von den Endlosbändern erfolgen kann, wodurch zusätzlich das "Filmsplitting" verringert wird.

Nachfolgend werden weitere bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösungen gemäß den nebengeordneten Patentansprüchen 1 und 9 erläutert.

In einer günstigen Ausgestaltung ist jeder Preßschuh jeweils an oder in einem feststehenden Tragkörper in seiner Andrückrichtung verschiebbar gelagert. Vorzugsweise ist zum Andrücken des Preßschuhs eine hydraulische oder pneumatische Anpreßvorrichtung im Tragkörper vorgesehen. Weiterhin ist es günstig, zur Abstützung des umlaufenden Endlosbandes zumindest einen feststehenden Stützschuh mit einer Stützfläche am Tragkörper anzuordnen.

In vorteilhaften Ausführungsformen ist eine Antriebsrolle zum Reibschlußantrieb des Endlosbandes vorgesehen, wobei der Reibschluß entweder über die Innenfläche des Endlosbandes oder über dessen Außenfläche erfolgt. Im Falle einer über die Außenfläche des Endlosbandes wirkenden Antriebsrolle kann es zweckmäßig sein, an der Außenoberfläche der Antriebsrolle ein Reinigungselement, z. B. einen Reinigungsschaber, vorzusehen, um so Reste an flüssigem oder pastösem Medium, die gegebenenfalls an der Außenfläche des Endlosbandes vorhanden sind und auf die Antriebsrolle übertragen werden, von dieser zu entfernen. Falls die Antriebsrolle auf die Außenfläche des Endlosbandes wirkt, ist es vorteilhaft, der Antriebsrolle gegenüberliegend innerhalb des Endlosbandes ein Gegenelement z. B. in Form eines Stützschuhs vorzusehen. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgt der Antrieb des Endlosbandes über an sich bekannte Manteltragscheiben an den Rändern des Tragkörpers.

Im Falle der erfindungsgemäßen Lösung gemäß Patentanspruch 1 besteht eine günstige Ausführungsform darin, das Endlosband über einen Reibschluß mit den Randbereichen der Gegenwalzenoberfläche, die nicht mehr mit der Materialbahn in Berührung treten, anzutreiben.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist innerhalb des Endlosbandes ein gleichsinnig mit diesem umlaufendes Innenendlosband vorgesehen, das berührend zwischen der Innenfläche des Endlosbandes und der Gleitfläche des Preßschuhs hindurchgeführt ist. Die Führung des Innenendlosbandes erfolgt dann über die Gleitfläche des Preßschuhs und am Tragkörper angeordnete Stützschuhe, während das außen umlaufende Endlosband zusätzlich zur Führung über die Gleitfläche des Preßschuhs über Rollen geführt werden kann, die als Antriebs- und/oder Spannrollen, als Umlenkrollen oder Regelwalzen über den Umfang des Endlosbandes verteilt angeordnet sind.

Es ist zweckmäßig, das Endlosband an seiner Außenseite glatt auszubilden, um damit das flüssige oder pastöse Medium auf die Materialbahn zu übertragen, und die Innenseite des Endlosbandes für einen besseren Reibschluß mit der jeweiligen Antriebsvorrichtung aufgerauht auszubilden. Das Endlosband ist vorzugsweise als flexibles Kunststoffband oder Gummiband, gegebenenfalls mit Verstärkungsfasern bzw. Lagen von Verstärkungsfäden, wie beispielsweise aus der EP 0 469 338 B1 (US 5,320,702) für den Preßmantel einer Preßeinrichtung bekannt ist, ausgeführt.

Vorzugsweise sind die Einrichtungen zum Auftragen des flüssigen oder pastösen Mediums als Rakel-Auftragswerke mit Druckkammer oder unter Ausbildung eines Sumpfes, Freistrahldüsen-Auftragswerke oder Durchlaufwannen-Auftragswerke ausgebildet. Auch andere bekannte Auftragswerke können vorteilhaft für die erfindungsgemäße Lösung verwendet werden.

Nachfolgend werden nun bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematisch dargestellten Seitenansicht;

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematisch dargestellten Seitenansicht;

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematisch dargestellten Seitenansicht;

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 bis 3;

Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematisch dargestellten Seitenansicht;

Fig. 6 ein fünftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematisch dargestellten Seitenansicht;

Fig. 7 ein sechstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematisch dargestellten Seitenansicht;

Fig. 8 ein siebtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematisch dargestellten Seitenansicht;

Fig. 9 eine vereinfachte Prinzipdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Preßspaltkonfiguration;

Fig. 10 eine schematische Darstellung des Druckverlaufs entlang des Preßspalts beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9;

Fig. 11 eine vereinfachte Prinzipdarstellung eines gemäß der Erfindung verlängerten Spaltes;

Fig. 12 eine Prinzipdarstellung eines herkömmlichen Walzenspaltes.

Das in Fig. 1 gezeigte erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist ein flexibles, gegebenenfalls mit Verstärkungsfasern versehenes Endlosband 1 aus Kunststoff oder Gummi auf. Das Endlosband 1 ist über eine Gleitfläche 6 eines Preßschuhs 5 und eine Stützfläche 9 eines Stützschuhs 8 geführt. Der Stützschuh 8 ist lediglich vereinfacht dargestellt und kann sich über einen weiteren Bereich des Endlosbandes erstrecken. Anstelle des Stützschuhes 8 mit seiner Stützfläche 9 kann auch eine Stützwalze oder Stützrolle, die nicht angetrieben sein muß, vorgesehen sein. Diese Rolle kann die vermutlich sehr hohe Reibung, die zwischen Stützfläche und dem Inneren des Endlosbandes vorhanden ist, reduzieren. Die Antriebe sparen dadurch Energie. Außerdem unterliegen Band und Stützelement damit einem geringeren Verschleiß. Der Tragkörper weist deshalb eine an die Krümmung der Stützrolle entsprechend angepaßte Lauffläche auf. Weiterhin weist die Vorrichtung eine angetriebene Gegenwalze 2 auf, die in Pfeilrichtung umläuft. Zwischen der Außenfläche 1a des Endlosbandes 1 und der Außenfläche 2a der Gegenwalze 2 ist im Bereich der Gleitfläche 6 des Preßschuhs 5 ein Spalt 4 ausgebildet, durch den eine Materialbahn 3, die beispielsweise aus Papier, Karton oder einem Textilwerkstoff besteht, in Pfeilrichtung hindurchgeführt wird. Der Preßschuh 5 ist an einem Tragkörper 7 verschiebbar gelagert und wird von einer (nicht dargestellten) Anpreßeinrichtung in Richtung der Pfeile hydraulisch oder pneumatisch zur Gegenwalze 2 hin angedrückt. Die Innenseite 1b des Endlosbandes 1 schmiegt sich dabei an die Kontur der Gleitfläche 6 des Preßschuhs 5 an. Die Gleitfläche 6 ist in ihren senkrecht zur Längsachse der Gegenwalze 2 verlaufenden Querschnitten konkav gekrümmt ausgebildet, wobei die Krümmung an die Krümmung der zylindrischen Außenoberfläche 2a der Gegenwalze angepaßt ist. Somit schmiegt sich die Außenfläche 1a des Endlosbandes 1 im Bereich des Preßschuhs 5 an die Kontur der Oberfläche 2a der Gegenwalze 2 an. Daraus resultiert ein vergleichsweise langer Spalt 4, in dem die Materialbahn 3 vom Preßschuh 5 gegen die Oberfläche 2a der Gegenwalze 3 gedrückt wird.

Im Ausführungsbeispiel ist sowohl an der Außenfläche 1a des Endlosbandes 1 als auch an der Oberfläche 2a der Gegenwalze 2 jeweils ein (nur schematisch dargestelltes) Auftragswerk 10 mit einem Rakelelement 11, z. B. einer Rollrakel, angeordnet. Mittels dieser Auftragswerke 10 wird ein flüssiges oder pastöses Medium, z. B. eine Streichfarbe mit Pigmenten, auf die Außenfläche 1a des Endlosbandes 1 und auf die Oberfläche 2a der Gegenwalze 2 aufgetragen, um dann im Spalt 4 beidseitig auf die Materialbahn 3 übertragen zu werden. Falls nur eine einseitige Beschichtung der Materialbahn gewünscht wird, kann auch nur eines der beiden Auftragswerke 10 vorhanden sein oder nur eines im Betrieb genommen werden.

Im Ausführungsbeispiel erfolgt der Antrieb des Endlosbandes 1 über die in Richtung der Walzenlängsachse außenliegenden Randbereiche der Oberfläche 2a der Gegenwalze 2, indem diese Randbereiche die gegenüberliegenden Bereiche der Außenfläche 1a des Endlosbandes 1 im Reibschluß antreiben, da diese Randbereiche nicht mehr von der Materialbahn 3 berührt werden.

Somit läuft das Endlosband 1 gleichsinnig mit der Gegenwalze 2 um.

Das in Fig. 2 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung stellt eine Variante des ersten Ausführungsbeispiels dar. Gleiche oder sich entsprechende Bauteile oder Komponenten sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen, so daß auf die dortigen Ausführungen verwiesen wird. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, bei dem der Antrieb des Endlosbandes 1 indirekt über die Gegenwalze 2 erfolgt, ist beim zweiten Ausführungsbeispiel ein eigener Antrieb für das Endlosband 1 vorgesehen. Das Endlosband 1 ist mit seiner Innenfläche 1b über eine Antriebsrolle 12 geführt und wird so im Reibschluß angetrieben. Um eine problemlose Antriebskraftübertragung von der Antriebsrolle 12 auf das Endlosband 1 zu gewährleisten, ist dessen Innenfläche 1b aufgerauht ausgebildet. Die Außenfläche 1a, mit der das flüssige oder pastöse Medium auf die Materialbahn 3 übertragen werden kann, ist glatt ausgebildet.

Eine weitere Variante der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ist in Fig. 3 als drittes Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Auch in Fig. 3, ebenso wie in den nachfolgenden Fig. 4 bis 12, sind übereinstimmende oder sich entsprechende Komponenten und Baugruppen mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen und es wird auf die dortigen Ausführungen verwiesen. Beim dritten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist eine Antriebsrolle 12 vorgesehen, die die Außenfläche 1a des Endlosbandes 1 im Reibschluß antreibt. An der Antriebsrolle 12 ist eine Reinigungseinrichtung 13 mit einer Reinigungsklinge 14 angeordnet, um Reste des flüssigen oder pastösen Mediums, die gegebenenfalls von der Außenfläche 1a des Endlosbandes 1 auf die Oberfläche der Antriebsrolle 12 übertragen worden sind, abzustreifen.

In Fig. 4 ist ein Detail der erfindungsgemäßen Vorrichtung veranschaulicht, das bei den zuvor beschriebenen drei Ausführungsbeispielen realisiert werden kann. Die konkav gekrümmte Gleitfläche 6 des Preßschuhs 5 geht im ablaufseitigen Randbereich der Gleitfläche, d. h. in dem Bereich, in dem die Materialbahn 3 wieder aus dem Spalt austritt, in einen konvexen Abrundungsradius R₂ über. Der Krümmungsradius R₁ der übrigen, konkav gekrümmten Gleitfläche 6 entspricht im wesentlichen dem Radius der Außenfläche 2a der Gegenwalze 2. Durch die konvexe Abrundung des unteren Randbereichs der Gleitfläche 6 kann das Endlosband 1 auf einer kurzen Wegstrecke einer starken Richtungsänderung unterzogen werden und seitlich (in der Zeichnung nach links unten) von der Umlaufrichtung der Oberfläche 2a der Gegenwalze 2 weggeführt werden. Somit kann auch die Materialbahn 3 einer derartigen Richtungsänderung gegenüber der Austrittsrichtung aus dem Spalt 4 unterzogen werden. Somit kann, je nachdem, ob ein einseitiger oder beidseitiger Auftrag des flüssigen oder pastösen Mediums auf die Materialbahn 3 stattfindet, eine möglichst abrupte Trennung der Materialbahn von der mit dem aufzutragenden Medium versehenen Oberfläche des Endlosbandes 1 oder der Gegenwalze 2 bzw. von beiden Oberflächen realisiert werden. Der konvexe Abrundungsradius R₂ ist sehr viel kleiner als der Krümmungsradius R₁ der konkaven Gleitfläche 6.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Endlosband 1 als Außenendlosband über mehrere Rollen geführt, während innerhalb dieses Bandes ein Innenendlosband 18 in einer dem Endlosband 1 in Fig. 1 entsprechenden Weise umläuft. Beide Endlosbänder 1 und 18 laufen durch den Spalt 4 zwischen der Gleitfläche 6 des Preßschuhs 5 und der Oberfläche 2a der Gegenwalze 2. Im Inneren des Innenendlosbandes 18 befindet sich Öl für eine entsprechende Schmierung des Bandes. Das äußere Endlosband 1, das mit einer glatten Außenfläche 1a und einer aufgerauhten Innenfläche 1b versehen ist, wird für den Auftrag des flüssigen oder pastösen Mediums auf die Materialbahn verwendet. Hierzu wird das flüssige oder pastöse Medium mittels des Auftragswerks 10 auf die glatte Außenseite 1a dieses Bandes aufgetragen und im Spalt 4 auf die Materialbahn 3 übertragen. Die aufgerauhte Innenfläche 1b des Endlosbandes 1 ist über eine Antriebs- und Spannrolle 12, eine Regelwalze 15 sowie zwei Umlenkrollen 16 geführt.

Das in Fig. 6 veranschaulichte fünfte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist spiegelsymmetrisch zur Ebene der in der Zeichnung von oben nach unten durch den Spalt 4 geführten Materialbahn aufgebaut. Zwei gegensinnig umlaufende Endlosbänder 1 werden jeweils von einer Antriebsrolle 12 angetrieben. Die Außenflächen 1a der Endlosbänder 1 bilden im Bereich der Preßschuhe 5 zwischen sich den Spalt 4 aus. Die Innenflächen 1b der Endlosbänder 1 laufen dabei berührend an den Gleitflächen 6 vorbei, die jeweils eben und zueinander parallel ausgebildet sind. Es ergibt sich somit ein geradlinig verlaufender Spalt 4 entlang der Abmessung der Gleitflächen 6 in Durchlaufrichtung der Materialbahn 3. Je nach Dimensionierung der Gleitflächen 6 kann also ein im Vergleich zu einem zwischen zwei zylindrischen Walzen gebildeten Spalt wesentlich verlängerter Spalt 4 realisiert werden.

Bei den in den Fig. 7 und 8 gezeigten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung laufen die Endlosbänder 1 jeweils um zwei beabstandete Walzen um, von denen eine als Antriebswalze 12 und die andere als Umlenkwalze 20 ausgebildet ist. Der Auftrag des flüssigen oder pastösen Mediums auf das Endlosband 1 erfolgt jeweils an der Umlenkwalze 20, so daß dabei ähnliche Verhältnisse vorliegen wie beim Auftragen eines Mediums auf die Außenfläche einer Auftragswalze. Das flüssige oder pastöse Medium wird dann jeweils in einem Spalt 4 auf die durchlaufende Materialbahn 3 übertragen, wobei die dabei erforderlich Pressung mittels Preßschuhen 5 realisiert wird.

Der in Fig. 9 gezeigte Ausschnitt ist nicht maßstäblich und soll die wesentlichen Gestaltungsmerkmale dieses Ausführungsbeispiels im Bereich des Spalts 4 veranschaulichen. Der besseren Übersichtlichkeit wegen wurde dabei das berührend über die Gleitfläche 6 geführte Endlosband weggelassen. Die Gleitfläche 6 des Preßschuhs 5 ist in bezug auf die Außenfläche 2a der Gegenwalze 2 derart gestaltet, daß sie einen sanften Einlauf der Materialbahn 3 sowie einen Druckanstieg beim Durchlauf des Spalts 4 mit einer hohen Druckspitze am Auslauf ermöglicht.

Der (in der Zeichnung linke) einlaufseitige Endbereich der Gleitfläche 6 ist konvex abgerundet, um ein unproblematisches Einlaufen der Materialbahn in den Spaltbereich zu gewährleisten. Der sich anschließende konkav gekrümmte Bereich der Gleitfläche 6 nähert sich in Durchlaufrichtung über den Spaltverlauf an die Außenkontur der Gegenwalze 2 an. Der (in der Zeichnung rechte) ablaufseitige Endbereich der Gleitfläche 6 ist ebenfalls konvex abgerundet, um eine abrupte Trennung zwischen Materialbahn 3 und Endlosband nach dem Spaltaustritt zu ermöglichen.

Fig. 10 zeigt schematisch die Druckverhältnisse über den Spaltverlauf. Der Druckwert steigt beginnend am Einlauf stetig bis zu einem hohen Druckniveau am Auslauf an, um danach abrupt abzufallen. Durch die in Fig. 9 gezeigte besondere Ausgestaltung der Kontur des Preßschuhs 5 mit einem sanften Spalteinlauf und einer hohen Druckspitze am Spaltauslauf verläuft die Immobilisierung der Pigmentschicht im aufzutragenden Medium progressiv. An sich bekannte Druckverstelleinrichtungen wirken jeweils an den mit Pfeilen 21 gekennzeichneten Stellen, d. h. am Spalteinlauf und am Spaltauslauf.

In Fig. 11 ist schematisch veranschaulicht, wie durch die zuvor beschriebenen Vorrichtungen im Vergleich zu einer in Fig. 12 dargestellten herkömmlichen Vorrichtung ein deutlich verlängerter Spalt 4, in dem das aufzutragende flüssige oder pastöse Medium 19 auf eine Materialbahn 3 übertragen wird, realisiert werden kann. Die Länge des Spaltes 4 ist jeweils mit x bezeichnet. Wie aus Fig. 11 ersichtlich ist, ist die Kontur der Gleitfläche 6 des Preßschuhs 5 an die Kontur der Gegenwalze 2 durch eine entsprechende konkave Krümmung angepaßt, und das vorbeilaufende Endlosband 1, das vom Preßschuh 5 gegen die Gegenwalze 2 gedrückt wird, nimmt in diesem Bereich die Kontur der Gleitfläche 6 an. Somit wird auf der gesamten Durchlauflänge der Gleitfläche 6 ein Anpreßdruck auf die Materialbahn 3 übertragen und das aufzutragende Medium 19 kann in dem vergleichsweise langen Spalt 4 durch Eindringen der Flüssigkeitsanteile in die Materialbahn ausreichend entwässert und damit immobilisiert werden. Folglich kann auch eine große Schichtdicke an Feststoffteilen, wie z. B. Farbpigmenten, im flüssigen oder pastösen Medium 19 auf die Materialbahn 3 aufgebracht werden, ohne daß infolge unzureichender Entwässerung des Mediums im Spalt beim Austritt aus dem Spalt ein sogenanntes "Filmsplitting" auftritt. Wie in Fig. 12 veranschaulicht ist, kommt es bei herkömmlichen Vorrichtungen beim Auftragen einer relativ dicken Schicht des flüssigen oder pastösen Mediums 19 nach dem Durchlaufen des Spaltes 4 zu einer Aufspaltung des auf die Materialbahn 3 aufgetragenen Films, da dieser Film im vergleichsweise kurzen Spalt nicht ausreichend entwässert und damit immobilisiert werden kann. Folglich wird beim Austritt aus dem Spalt 4 eine noch nicht ausreichend entwässerte Schicht des auf die Materialbahn 3 aufgetragenen Films 19 wieder von der Materialbahn abgezogen und bleibt an der Oberfläche der Gegenwalze 2 zurück (vgl. rechte Bildhälfte in Fig. 12).

Claims (22)

1. Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums (19) auf eine laufende Materialbahn (3), insbesondere aus Papier oder Karton,

• - mit einem flexiblen Endlosband (1), das mit seiner Innenfläche (1b) berührend an einer Gleitfläche (6) eines Preßschuhs (5) vorbeiläuft,
• - mit einer gegensinnig zum Endlosband (1) umlaufenden Gegenwalze (2), deren zylindrische Außenfläche (2a) im Bereich der Gleitfläche (6) des Preßschuhs (5) mit der Außenfläche (1a) des Endlosbandes (1) einen Spalt (4) bildet, durch den die Materialbahn (3) hindurchgeführt ist,
• - wobei die Gleitfläche (6) des Preßschuhs (5) in ihren senkrecht zur Achse der Gegenwalze (2) verlaufenden Querschnitten konkav gekrümmt ausgebildet und in Richtung auf die Gegenwalze (2) andrückbar ist, und
• - mit Einrichtungen (10) zum Aufbringen des flüssigen oder pastösen Mediums (19) auf die Außenfläche (1a) des Endlosbandes (1) und/oder die Außenfläche (2a) der Gegenwalze (2).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur der konkav gekrümmten Gleitfläche (6) des Preßschuhs (5) an die Außenkontur der zylindrischen Gegenwalze (2) angepaßt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der konkav gekrümmten Gleitfläche (6) des Preßschuhs (5) gleich groß oder etwas größer als der Krümmungsradius der Gegenwalze (2) plus der Dicke des Endlosbandes (1) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Gleitfläche (6) des Preßschuhs (5) und der Außenfläche (2a) der Gegenwalze (2) über den Spaltverlauf im wesentlichen konstant bleibt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich in Durchlaufrichtung der Materialbahn (3) durch den Spalt (4) die Gleitfläche (6) des Preßschuhs (5) an die Außenfläche (2a) der zylindrischen Gegenwalze (2) annähert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der konkave Krümmungsradius der Gleitfläche (6) in Durchlaufrichtung der Materialbahn (3) über den Spaltverlauf abnimmt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der bezogen auf die durchlaufende Materialbahn (3) einlaufseitige Endbereich der konkav gekrümmten Gleitfläche (6) des Preßschuhs (5) konvex abgerundet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der bezogen auf die durchlaufende Materialbahn (3) ablaufseitige Endbereich der konkav gekrümmten Gleitfläche (6) des Preßschuhs (5) konvex abgerundet ist.

9. Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen oder pastösen Mediums (19) auf eine laufende Materialbahn (3), insbesondere aus Papier oder Karton,

• - mit einem ersten flexiblen Endlosband (1), das mit seiner Innenfläche (1b) berührend an einer Gleitfläche (6) eines ersten Preßschuhs (5) vorbei läuft,
• - mit einem zweiten, gegensinnig zum ersten umlaufenden Endlosband (1), das berührend an einer der Gleitfläche (6) des ersten Preßschuhs (5) gegenüberliegenden Gleitfläche (6) eines zweiten Preßschuhs (5) vorbeiläuft,
• - wobei die Außenflächen (1a) der beiden Endlosbänder (1) im Bereich der beiden Gleitflächen (6) der Preßschuhe (5) zwischen sich einen Spalt (4) ausbilden, durch den die Materialbahn (3) hindurchgeführt ist, und
• - wobei die beiden Gleitflächen (6) der Preßschuhe (5) in Richtung aufeinander zu andrückbar und zur Ausbildung eines verlängerten Spalts (4) in ihrer Kontur aufeinander abgestimmt sind, und
• - mit Einrichtungen (10) zum Aufbringen des flüssigen oder pastösen Mediums (19) auf die Außenfläche (1a) eines der Endlosbänder (1) oder auf die Außenflächen (1a) beider Endlosbänder (1).

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gleitflächen (6) der Preßschuhe (5) eben ausgebildet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Gleitflächen (6) in ihren Querschnitten konkav und die andere der beiden Gleitflächen (6) in ihren Querschnitten konvex ausgebildet ist und die Außenkonturen der beiden Gleitflächen (6) aneinander angepaßt sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den beiden Gleitflächen (6) über den Spaltverlauf im wesentlichen konstant bleibt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den beiden Gleitflächen (6) in Durchlaufrichtung der Materialbahn (3) über den Spaltverlauf abnimmt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die bezogen auf die durchlaufende Materialbahn (3) zulauf- und/oder ablaufseitigen Endbereiche der Gleitflächen (6) der Preßschuhe (5) jeweils konvex abgerundet sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Preßschuh (5) jeweils in oder an einem feststehenden Tragkörper (7) in seiner Andrückrichtung verschiebbar gelagert ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zum Andrücken des Preßschuhs (5) eine hydraulische oder pneumatische Anpreßvorrichtung am Tragkörper (7) vorgesehen ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstützung des umlaufenden Endlosbandes (1) zumindest ein feststehender Stützschuh (8) mit einer Stützfläche (9) am Tragkörper (7) angeordnet ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebsrolle (12) zum über dessen Innenfläche (1b) erfolgenden Reibschlußantrieb des Endlosbandes (1) vorgesehen ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebsrolle (12) zum über dessen Außenfläche (1a) erfolgenden Reibschlußantrieb des Endlosbandes (1) vorgesehen ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Endlosbandes (1) über Manteltragscheiben an den Rändern des Tragkörpers (7) erfolgt.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Endlosbandes (1) ein gleichsinnig mit diesem umlaufendes Innenendlosband (18) vorgesehen ist, das berührend zwischen der Innenfläche (1b) des Endlosbandes (1) und der Gleitfläche (6) des Preßschuhs (5) hindurchgeführt ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Aufbringen des flüssigen oder pastösen Mediums (19) als Rakel-Auftragswerke (10, 11) mit Druckkammer oder unter Ausbildung eines Auftragssumpfes mit freiem Flüssigkeitsspiegel, Freistrahldüsen-Auftragswerke oder Durchlaufwannen-Auftragswerke ausgebildet sind.